CN207763199U - 独立式空气净化器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种独立式空气净化器，该空气净化器包括：风道，用于在空气入口部分与空气出口部分之间引导空气；空气输送单元，用于生成在空气流动方向上从空气入口部分到空气出口部分通过风道的空气流；过滤器单元，覆盖空气入口部分与空气出口部分之间的风道相对于空气流动方向的横截面，使得由空气输送单元生成的空气流被引导通过过滤器单元的过滤器。空气净化器包括：主压力传感器，该主压力传感器与压力区的内部流体连通，用于检测压力区内部的运行压力；以及处理单元，用于基于运行压力与参考压力值的比较来生成过滤器单元的维护状态的指标值，以及用于将指标值与预定阈值进行比较。

Description

独立式空气净化器

技术领域

本实用新型涉及一种独立式空气净化器，特别是一种家用空气净化器，包括：风道，其用于在空气入口部分与空气出口部分之间引导空气；空气输送单元，其用于生成在空气流动方向上从空气入口部分到空气出口部分通过风道的空气流；过滤器单元，其相对于空气流动方向的横截面覆盖空气入口部分与空气出口部分之间的风道，以使得由空气输送单元生成的空气流被引导通过过滤器单元的过滤器，其中，风道的压力区由空气输送单元与过滤器单元之间的风道相对于空气流动方向的区段所限定。

背景技术

用于清洁空气的室内独立式空气净化器在本领域内是众所周知的。此类空气净化器可以放置于诸如公寓或者办公空间等密闭空间内的适当位置处，并且通常包括空气输送单元，诸如风扇，所述空气输送单元生成周围空气的空气流，而该空气流被引导通过过滤器，在过滤器中移除污染物。经过滤的空气被再次引入周围环境。在持续运行期间，密闭空间中的空气可被持续循环通过过滤器，并且逐渐变得清洁。

用于独立式空气净化器的各种类型的过滤器是已知的，例如，有源过滤器，其例如包括极化介质电子过滤器，该极化介质电子过滤器例如使用静电增强介质来将电子空气清洁器与被动机械过滤器两者的元件相结合。悬浮颗粒在其穿过电场时被极化或电离，并且附着到可抛弃式带静电纤维介质垫上。过滤介质通常是例如基于聚丙烯的，以便吸引被极化或电离的颗粒。在最初穿过介质垫时未被收集到的超细颗粒(UFP)被极化，并且与其他颗粒、气味(odor)及VOC分子聚结，并且在后续穿过时得到收集。

然而，本实用新型旨在改进使用无源过滤器系统的独立式空气净化器，所述无源过滤器系统例如为高效空气(EPA/HEPA)过滤器，其一般分别从穿过其的空气中移除至少99.95％或99.97％的所有大于0.3微米的颗粒。在本文中，无源过滤介质一般是指通过机械捕集、例如筛分、拦截、惯性效应和/ 或扩散来物理地捕获悬浮颗粒或污染物的过滤器。例如，EPA/HEPA过滤器一般由一片或多片随机排列的纤维组成。纤维通常由玻璃纤维组成，并且拥有0.5微米至2.0微米之间的直径。在多尘环境中，可以在易于清洁的常规过滤器(预过滤器)的下游使用EPA/HEPA过滤器，该常规过滤器移除较粗的杂质，使得EPA/HEPA过滤器需要较不频繁的清洁或更换。然而，应当理解，本实用新型旨在改进使用无源过滤器系统的所有类型的独立式空气净化器，而并不限于EPA/HEPA过滤器的使用。

由于无源和有源机械过滤器在过滤介质中累积颗粒和污染物，因此过滤器的性能一般随时间而劣化，并且其需要进行维护，例如进行清洁或更换，以便确保独立式空气净化器的适当的过滤效率。无源过滤器、例如玻璃纤维过滤介质主要由于颗粒的堆积而劣化，而有源过滤器可能经受由于颗粒堆积以及静电预充电的减少两者造成的性能下降。独立式空气净化器的一些提供商建议定期更换过滤器，以便确保适当运行。然而，定期更换过滤器导致过滤器由于其污染物捕获效率在更换过滤器之前已经到期而被使用过长时间，或者导致过滤器在仍然具有足够的污染物捕获效率时被过早更换。在这两种情况下，独立式空气净化器的运行都不理想，并且可能导致过滤性能不良或者不必要的运行成本和维护工作。

因此，本领域内需要提供这样的独立式空气净化器：其允许确定过滤介质、特别是无源过滤介质的实际维护状态，从而允许高效和具有成本效益的运行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点。特别地，本实用新型的目的在于提供一种独立式空气净化器，特别是一种家用空气净化器，其可靠并且易于以成本高效的方式进行运行和维护。另外，本实用新型的一个目的在于提供一种用于运行此类独立式空气净化器的方法，特别是一种用于确定此类独立式空气净化器的过滤器单元的维护状态的方法，其允许独立式空气净化器的容易而可靠的运行以及成本高效的维护。

本实用新型的目的通过以下来解决：一种独立式空气净化器，特别是一种家用空气净化器，以及一种用于运行此类独立式空气净化器的方法，特别是一种用于确定独立式空气净化器的过滤器单元的维护状态的方法，如下文所述。

根据本实用新型，独立式空气净化器包括：风道，其用于在空气入口部分与空气出口部分之间引导空气；空气输送单元，其用于生成在空气流动方向上从空气入口部分到空气出口部分通过风道的空气流；过滤器单元，其覆盖空气入口部分与空气出口部分之间的风道相对于空气流动方向的横截面，使得由空气输送单元生成的空气流被引导通过过滤器单元的过滤器。风道的压力区由相对于空气流动方向的空气输送单元与过滤器单元之间的风道的区段限定。独立式空气净化器的特征在于，其包括：主压力传感器，其与压力区的内部流体连通，用于感测压力区内部的运行压力；以及处理单元，其连接至主压力传感器，该处理单元被配置用于基于运行压力与参考压力值的比较来生成过滤器单元的维护状态的指标值，以及用于将该指标值与预定阈值进行比较。

本实用新型意义上的“感测”是指接收作为输入的对应压力并且可以包括测量或测定对应的压力值，即检测压力。然而，“检测”也包括接收作为例如到主压力传感器的输入的压力，而不实际测量对应的压力，例如这样的情况：用压差传感器接收、即感测作为输入的两个压力，但最终测量或测定压差。

独立式空气净化器的风道可以形成单独的部件或者组件，其例如布置在独立式空气净化器的外壳的内部。在其他实施方式中，风道可以由外壳本身部分地或者作为整体形成，以利于构造。

空气输送单元通常由布置在风道处或者风道中的风扇形成。空气输送单元可以相对于空气流动方向布置在过滤器单元的上游(吹动式)或者下游(吸入式)。

本实用新型基于这样的认知，在当空气输送单元正在生成空气流时的独立式空气净化器的运行期间，由于过滤器单元的空气流阻力，在压力区中建立起超压或欠压。已经发现，通过压力区中的运行空气压力与参考压力值的比较，可以很容易地确定过滤器单元的维护状态。处理单元从而适于基于运行压力与参考压力值的比较，例如基于这两个压力值的差值，来生成过滤器单元的维护状态的指标值。

根据特定实施方式，处理单元适于执行运行压力与参考压力值的比较以便生成指标值，并且将其与预定阈值进行比较。在其他实施方式中，其中例如由主压力传感器直接提供压差，处理单元适于基于主压力传感器的输出来生成指标值，并且将其与预定阈值进行比较。应当理解，处理单元可以是单个单元，或者可以例如集成到独立式空气净化器的主控制单元中。

参考压力值例如可以是储存在处理单元中的预定压力值，或者可以从压力区外部的参考体积例如通过检测来获取，例如周围压力。备选地，参考压力值还可以在独立式空气净化器的与从中获取运行压力的运行状态不同的运行状态下在压力区内部例如通过检测来获取。运行空气压力与参考压力值的比较允许确定过滤器单元的空气流阻力是否表示过滤器应当更换或清洁。这样，本实用新型的独立式空气净化器允许容易地确定过滤器单元的维护状态。

本实用新型的独立式空气净化器主要适合于具有根据其使用状态而表现出空气流阻力的改变的过滤器的过滤器单元。因此，本实用新型优选地和有益地适用于包括包含无源过滤器的过滤器单元的独立式空气净化器，所述无源过滤器即为机械地捕获污染物的过滤器，并且其主要由于污染物的积累而在其生命周期中劣化，例如非静电过滤器。优选地，过滤器单元的过滤器包括玻璃纤维过滤器。

有源过滤器的性能也可能由于空气流阻力随时间增大而下降。然而，空气流阻力并不形成过滤器的维护状态的良好指标，原因在于其还取决于在过滤介质中仍然存在的静电电荷。这样，这些过滤器的空气流阻力一般不是维护状态的合适指标，因为空气流阻力可能仍然较低，而静电电荷可能已经被中和并且不再具有过滤功能。因此，所述方法一般对于例如基于静电预充电过滤器材料的有源过滤器不是有益的，该有源过滤器例如为基于聚丙烯(PP) 的合成过滤器，其主要由于过滤器材料的静电电荷的损失而不是污染物的累积(即堵塞)而劣化。

在优选实施方式中，处理单元以这样的方式连接至独立式空气净化器的主控制单元，使得可以在独立式空气净化器的第一运行状态下由主压力传感器从压力区检测参考压力值，并且在独立式空气净化器的第二运行状态期间，可以在压力区内部检测运行压力，其中，第一运行状态和第二运行状态的区别在于由空气输送单元生成的空气流的大小。这样，可以由主压力传感器通过依次测量来检测运行空气压力以及参考压力值。由此，例如气压传感器等简单的传感器足以作为主压力传感器，并且不需要另外的压力传感器或压差传感器。这允许独立式空气净化器的特别简单和具有成本效益的构造和运行。

在这种情况下，处理单元和主控制单元优选地被设计成以这样的方式协作，使得在空气输送单元未启用(第一运行状态)时检测参考压力值，并且在空气输送单元处于启用状态(第二运行状态)时检测运行空气压力。这样，可以在第一运行状态下由主压力传感器检测周围空气压力。通过运行压力与参考压力值的比较，例如，通过形成差值，可以生成过滤器单元的维护状态的指标值。

在可能的优选实施方式中，第一运行状态和第二运行状态连续相互转换，并且例如对应于空气输送单元的启动期间的不同阶段。还可以优选的是，在例如空气输送单元的启动期间利用主压力传感器连续进行测量，以获取多个运行状态下的多个测量结果。另外，还可以例如在独立式空气净化器的维护周期期间执行第一运行状态和第二运行状态。维护周期例如可以定期自动发起，或者可以在用户请求时手动发起。

在另一优选实施方式中，独立式空气净化器可以包括用于检测参考压力值的参考压力传感器，所述参考压力传感器连接至处理单元，并且与参考体积流体连通。主压力传感器之外的参考压力传感器具有这样的优点：在独立式空气净化器的任意运行状态期间，可以由处理单元将压力区中的运行压力与参考体积中的参考压力值连续进行比较。

在另一优选实施方式中，主压力传感器可以是压差传感器，其除了与压力区的内部流体连通之外，还与参考体积流体连通，以便用于感测参考压力值。提供压差传感器作为主压力传感器具有这样的优点：即仅需要一个压力传感器，其允许运行压力与参考压力值的直接比较，而不依赖于独立式空气净化器的运行状态。从而，压差传感器包括两个压力感测部分，一个与压力区流体连通，以用于感测运行压力，并且同时，另一个与参考体积流体连通，以用于感测参考压力值。压差传感器的输出基于运行压力与参考压力值之间的压差，该输出可以由处理单元直接处理，以生成过滤器单元的维护状态的指标值。从而，可以利用一个单个的压力传感器来实现运行压力和参考压力值的连续实时比较。

根据需求和特定应用，参考体积优选地由不包括在压力区中的风道的区段的内部形成，或者由风道的外部环境形成。这样，参考压力值可以是压力区外的风道中的空气压力或者周围空气压力。

如果参考体积由风道的区段形成，则参考体积优选地由在空气流动方向上布置在过滤器单元的相对于风道的压力区的相对侧处的风道的区段的内部形成。这样，可以容易地确定跨滤器单元的压降。备选地，参考体积可以在空气流动方向上布置在空气输送单元的相对于风道的压力区的相对侧处。这样，可以测量跨空气输送单元的压降，这还适合于确定过滤器单元的实际空气流阻力。

独立式空气净化器优选地包括输出接口，该输出接口连接至处理单元，所述处理单元被配置用于在过滤器单元的维护状态的指标值超过预定义阈值的情况下经由输出接口输出维护指令。从而，处理单元可以直接或间接地(例如，经由主控制单元)连接至输出接口。特别地，处理单元、主控制单元和输出装置可以例如体现为单独的互连单元，或者可以集成为一个单个的控制单元。

输出接口例如可以包括显示器或指示灯或者由其形成，用于为用户提供关于独立式空气净化器的指令或信息。输出接口例如还可以是无线接口，其允许用户经由移动电子装置(例如，遥控器或移动电话)从独立式空气净化器接收指令或信息。无线接口还可以适于将独立式空气净化器与局域网(例如，智能家庭为网络)集成，或者将其集成到用于控制或监测独立式空气净化器的运行的外部云服务。输出接口可被设计成输入/输出装置，其还允许用户向独立式空气净化器提供指令，例如，用于启用/停用或者发起维护周期。特别地，输出接口适于在指标值与阈值的比较表示过滤器单元需要更换或清洁的情况下向用户输出维护指令。应当理解，基于指标值的性质，可以在过滤器单元的维护状态的指标值超过或者低于预定义阈值的情况下发出维护指令。

在优选实施方式中，空气输送单元在空气流动方向上布置在过滤器单元的上游，使得风道的压力区位于过滤器单元的上游。这样，空气输送单元相对于过滤器单元处于吹动式配置，并且吹动空气流通过过滤器单元。由于过滤器单元的阻尼，已经证明这样的布置在降低独立式空气净化器的噪声发射方面是特别有益的。

进一步优选地，空气流动方向从底部到顶部垂直地布置，并且空气输送单元相对于空气流动方向布置在过滤器单元的下方。这样，从独立式空气净化器的顶侧可以容易地接近过滤器单元，例如以从顶部装载的配置来接近过滤器单元，这有益于更换过滤器单元。独立式空气净化器例如可以具有顶盖，该顶盖可以容易地打开以用于过滤器更换。另外，空气出口部分垂直布置在入口部分之上，使得经过滤的空气被释放到周围环境中而不会例如从放置独立式空气净化器的地面搅起灰尘。

优选地，过滤器是无源过滤器，特别是基于玻璃纤维的无源过滤器，其中过滤器单元优选地包括预过滤器、分子过滤器以及EPA或HEPA过滤器，其中预过滤器和EPA/HEPA过滤器是基于玻璃纤维的过滤器。玻璃纤维材料优选地包括随机布置的玻璃纤维，所述玻璃纤维具有0.5至2.0微米之间的直径。纤维之间的空气间隔通常大于0.3μm。如上文所述，这样的过滤器特别适合于根据本实用新型的独立式空气净化器的应用。分子过滤器例如可以基于作为多孔材料的活性炭，其可以吸收分子级的挥发性化学物质。

本实用新型还包括一种用于运行独立式空气净化器的方法，特别是一种用于确定独立式空气净化器的过滤器单元的维护状态的方法，该独立式空气净化器优选地是如本文所描述的独立式空气净化器，其包括：风道，其用于在空气入口部分与空气出口部分之间引导空气；空气输送单元，其用于在独立式空气净化器的运行期间生成空气流动方向上从空气入口部分到空气出口部分通过风道的空气流；过滤器单元，其覆盖空气入口部分与空气出口部分之间的风道相对于空气流动方向的横截面，使得由空气输送单元生成的空气流被引导通过过滤器单元的过滤器；以及风道的压力区，其由相对于空气流动方向的空气输送单元与过滤器单元之间的风道的区段限定。该方法包括以下步骤：在独立式空气净化器的运行期间感测风道的压力区内部的运行压力，基于运行压力与参考压力值的比较来生成过滤器单元的维护状态的指标值，以及通过将指标值与预定阈值进行比较来确定过滤器单元的维护状态。

优选地，指标值是运行压力与参考压力值之间的压差，特别是这样的压差的绝对值。例如，可以通过压差传感器，或者通过在处理单元中对由一个单个的压力传感器依次测量或者由两个压力传感器同时测量的压力值进行直接比较，而很容易地确定运行压力与参考压力值之间的差值。还可以采用形成过滤器单元的维护状态的适当度量的、基于运行压力与参考压力值的比较的任何其他指标值。

在优选的方法中，通过在独立式空气净化器的第一运行状态期间检测压力区内部的压力来获取参考压力值，其中，在独立式空气净化器的第二运行状态期间检测压力区内部的运行压力，其中，第一运行状态和第二运行状态的区别在于由空气输送单元生成的空气流的大小。在根据本实用新型的独立式空气净化器的上下文中，以上描述了优点和进一步变体。

优选地，在第一运行状态期间，空气输送单元生成的空气流小于第二运行状态中的空气流。这样，可以在向过滤器单元传输的两种不同的空气流负载下比较压力区中的压力。优选地，在第一运行状态期间由空气输送单元生成的空气流消失，即空气输送单元被停用。

优选地依次执行第一运行状态和第二运行状态，特别是在独立式空气净化器启用时或维护周期期间执行。如上文所述，可以在独立式空气净化器的启动期间，例如在空气输送单元的启动期间，执行第一运行状态和第二运行状态。示例性顺序可以是，在独立式空气净化器启用时并且在启用空气输送单元之前(第一运行状态)，检测压力区中的压力作为参考压力值。在后续步骤中，启用空气输送单元以便生成空气流。一旦达到稳态空气流(第二运行状态)，就检测压力区中的运行压力。基于运行压力和参考压力值，由处理单元生成指标值，并且将该指标值与阈值进行比较。

备选地或附加地，该方法包括：通过感测、特别是检测参考体积中的压力来获取参考压力值，该参考体积由不包括在压力区中的风道的区段的内部形成，或者由风道的外部环境形成。这样，该方法允许参考压力值与压力区中的运行压力的连续比较。特别地，可以与感测、特别是检测运行压力同时地获取参考压力值。在优选实施方式中，由压差传感器同时感测和比较运行压力和参考压力值两者。

如果参考体积由风道的区段形成，则参考体积优选地由在空气流动方向上布置在过滤器单元的相对于风道的压力区的相对侧处的风道的区段的内部形成，或者由在空气流动方向上布置在空气输送单元的相对于风道的压力区的相对侧处的风道的区段的内部形成。

该方法优选地还包括：在指标值超过预定阈值的情况下发出并且优选地输出维护指令。可以例如在独立式空气净化器的处理单元或主控制单元中进一步处理维护指令。基于维护指令，例如可以使独立式空气净化器不工作，直到过滤器单元已由用户更换。例如，可以经由输出接口(诸如显示器或指示灯)来输出维护指令，该输出接口允许用户从和/或向独立式空气净化器接收和/或输入指令或信息。还可以经由无线接口输出维护指令，该无线接口允许用户经由移动装置(诸如遥控器或移动电话)从和/或向独立式空气净化器接收和/或输入指令或信息。维护指令可以是向接收单元(例如，移动电话) 发送的文本消息。另外，在发出维护指令的情况下，可以响起警报。该方法优选地还包括：一旦过滤器单元已经得到更换或清洁，就重置维护指令。该方法还可以包括将指标值与不同的阈值进行比较，以便可以确定过滤器单元的维护状态的不同水平。例如，第一阈值可以对应于状态“即将需要更换过滤器单元”，第二阈值可以对应于状态“过滤器单元更换迫近”，并且第三阈值可以对应于状态“需要更换过滤器单元”。

附图说明

用于图示本实用新型的示例性附图示意性地示出了：

图1a：根据本实用新型的独立式空气净化器的风道的横截面图，该风道具有布置在具有一个或多个压力传感器的过滤器单元的上游的空气输送单元；

图1b：根据本实用新型的独立式空气净化器的风道的横截面图，该风道具有布置在具有一个压差传感器的过滤器单元的上游的空气输送单元；

图1c：根据本实用新型的独立式空气净化器的风道的横截面图，该风道具有布置在过滤器单元的下游的空气输送单元；

图2a：根据本实用新型的方法的第一实现方式的框图；

图2b：根据本实用新型的方法的第二实现方式的框图；

图2c：根据本实用新型的方法的第三实现方式的框图；

图3：根据本实用新型的独立式空气净化器的实施方式的剖视立体图；

图4：图3中所示的独立式空气净化器的分解图；

图5：根据本实用新型的独立式空气净化器的过滤器单元的分解图。

附图中的尺寸和长宽比并非按比例绘制，并且部分地被放大以利于更好的可视化。附图中的对应元件一般由相同的参考标号来指明。

具体实施方式

图1a示出了根据本实用新型的独立式空气净化器1的风道2的示意图，该风道2具有相对于空气流动方向A布置在过滤器单元4的上游的空气输送单元3。

风道2具有总体上为管状的形状，其可以例如具有基本上为圆形或矩形的横截面，并且可以由若干区段或部件组成。风道2具有入口部分2.1和出口部分2.2，所述入口部分2.1和出口部分2.2在示意图中包括位于风道2的纵向方向上的开口部。空气流动方向A基本上沿着风道2的纵向方向从入口部分2.1指向出口部分2.2。

空气输送单元3相对于空气流动方向A布置在入口部分2.1的下游。空气输送单元3表示为风扇，并且可以在运行期间通过入口部分2.1吸入空气。过滤器单元4在风道2内相对于空气流动方向A布置在空气输送单元3的下游。过滤器单元4包括至少一个过滤器，在独立式空气净化器1的运行期间引导空气流通过该至少一个过滤器(也参见图5)。过滤器单元4例如可以包括支撑结构，例如笼状物或过滤器外壳，在其中插入一个或多个过滤器。过滤器单元4具有入口和出口开口部，所述入口开口部和出口开口部允许空气流沿空气流动方向A进入和离开所述一个或多个过滤器。过滤器单元4覆盖风道2相对于空气流动方向A的整个横向横截面，以使得由空气输送单元3 生成的空气流必然被引导通过所述一个或多个过滤器。

风道2的出口部分2.2布置在过滤器单元4的下游，在该处空气流可以离开风道2。

图1a的配置被称为“吹动式”配置，原因在于由空气输送单元3生成的空气流被“吹动”通过过滤器单元4。风道2根据其功能可以划分为若干区段。入口区段I由风道2的包括入口部分2.1沿空气流动方向A直到空气输送单元3的区段形成。压力区Z由空气输送单元3直到过滤器单元4之间的区段形成。过滤器单元4限定了过滤区段F。过滤器单元的下游包括出口部分2.2的区段形成出口区段O。风道2的外部的周围环境由E表示。

根据本实用新型，独立式空气净化器1包括主压力传感器10，该主压力传感器10与压力区Z的内体积流体连通。如图1a中所示，主压力传感器10 可以直接布置在压力区Z中。该实施方式中的主压力传感器10例如是气压传感器或表压传感器。

主压力传感器10允许在独立式空气净化器1的运行期间检测压力区Z 中的运行压力P_Z。主压力传感器10的读数可以经由通信线路(未示出)传输至处理单元11。处理单元11可以是单独的单元，或者可以集成到独立式空气净化器1的主控制单元(未示出)中。该实施方式中的处理单元11适于将来自主压力传感器10的连续压力读数P_Z1和P_Z2进行相互比较。

在一些实施方式中，独立式空气净化器1可以具有一个或多个附加参考压力传感器12、12'、12″，以分别用于检测由风道2的入口区段I的内部形成的参考体积中的空气压力(参考压力传感器12)、出口部分O的内部形成的参考体积中的空气压力(参考压力传感器12')和/或用于感测风道2外部的周围环境E中的周围压力(参考压力传感器12″)。参考压力传感器12、12' 可以直接布置在风道2的相应区段I和/或O的内部，如图1a中所指示。用于检测周围压力的参考压力传感器12″例如可以布置在风道2的外部，如图 1a中所示。每种情况中的参考压力传感器12、12'、12″经由通信线路(未示出)连接到处理单元11，在这些实施方式中，处理单元11适于将参考压力传感器12、12'、12″的压力读数P_I、P_O或P_E分别与来自主压力传感器10的压力读数P_Z进行比较。

为了清楚起见，需要指出，图1a示出了例如参考传感器12、12'、12″的若干可能配置，其是备选的并且一般不在独立式空气净化器1的一个实施方式中实现。例如，根据本实用新型的独立式空气净化器1可以优选地仅包括主压力传感器10，即，没有参考压力传感器12、12'、12″，或者其例如可以仅包括主压力传感器10和参考压力传感器12″。

图1b示出了其中主压力传感器10是压差传感器10'的另一实施方式，压差传感器10'例如经由流体连通管道13或13'、或者例如直接经由13″同时分别与压力区Z和由入口区段I、出口区段O或者周围环境E中的任一个形成的参考体积流体连通。压差传感器10'提供在与其流体连通的体积中感测的压力的压差读数，例如，压力区Z中的运行压力P_Z与入口区段I中的参考压力之间的压差dP_ZI、压力区Z中的运行压力P_Z与出口区段O中的参考压力之间的压差dP_ZO、或者压力区Z中的运行压力P_Z与周围环境E之间的压差dP_ZE。压差传感器10'经由通信线路与处理单元11连接，处理单元11适于处理来自压差传感器10'的压差读数。

为了清楚起见，需要指出的是，图1b示出了备选的并且通常不在独立式空气净化器1的一个实施方式中实现的若干可能配置，即给定实施方式的压差传感器10'通常仅与压力区Z以及所述参考体积中的仅一个流体连通。

图1c示出了根据本实用新型的独立式空气净化器1的风道2的示意图，风道2具有相对于空气流动方向A布置在过滤器单元4的下游的空气输送单元3。

在该实施方式中，过滤器单元4相对于空气流动方向A布置在入口部分 2.1的下游。空气输送单元3布置在过滤器单元4的下游。风道2的出口部分 2.2布置在空气输送单元3的下游，在该处空气流可以离开风道2。

图1c的配置称为“吸入式”配置，原因在于由空气输送单元3生成的空气流被“吸入”通过过滤器单元4。而且在这种情况下，风道2根据功能可以被划分为若干区段I、F、Z和O。入口区段I由风道2的包括入口部分2.1 沿空气流动方向A直到过滤器单元4的区段形成。压力区Z由过滤器单元4 与空气输送单元3之间的区段形成。过滤器单元4限定了过滤区段F。包括出口部分2.2的空气输送单元3的下游区段形成出口区段O。

图1c示出了与图1a中所示的实施方式类似的参考压力传感器12、12'、 12″。可以很容易想到，图1c中所示的配置也可以利用与图1b的实施方式类似的压差传感器10'来实现。

图2a示出了根据本实用新型的方法的可能的第一实现方式的框图，其仅使用根据图1a或图1c中所示的实施方式的主压力传感器10。

在第一步骤101中，使独立式空气净化器1进入到第一运行状态，其中空气输送单元3被停用。在第二步骤102中，从主压力传感器10获取第一压力读数P_Z1。在第三步骤103中，使独立式空气净化器1进入到第二运行状态，其中空气输送单元3被启用。在第四步骤104中，从主压力传感器10获取第二压力读数P_Z2。在第五步骤105中，通过形成P_Z1与P_Z2之间的差值的绝对值来比较压力读数P_Z1和P_Z2，这产生了过滤器单元4的维护状态的指标值V，即，V＝|P_Z1-P_Z2|。在第六步骤106中，将指标值与预定义的阈值T进行比较。在可选的第七步骤107中，发出维护指令，并且如果需要的话，输出所述指标值是否超过所述阈值。

步骤101至步骤107例如可以在独立式空气净化器1启动时或者在自动化定期维护周期期间执行。维护周期也可以例如由用户手动发起。维护周期例如可以包括通过停用空气输送单元3来中断独立式空气净化器1的运行以及执行步骤101至步骤107。

图2b示出了根据本实用新型的方法的可能的第二实现方式的框图，其使用主压力传感器10以及例如根据图1a或图1c中所示的实施方式的参考压力传感器12″。

在独立式空气净化器1的运行期间，即空气输送单元3被启用并且生成空气流期间，在第一步骤111中，从主压力传感器10获取第一压力读数P_Z，并且同时，从参考压力传感器12″获取第二压力读数P_E作为参考压力值。在第二步骤112中，通过形成P_Z与P_E之间的差值的绝对值来比较压力读数P_Z和P_E，其产生过滤器单元4的维护状态的指标值V，即V＝|P_Z-P_E|。从而， P_E形成参考压力值，而P_Z是运行压力。在第三步骤113中，将指标值V与预定义阈值T进行比较。在可选的第四步骤114中，发出维护指令，并且如果需要的话，输出所述指标值V是否超过所述阈值T。如果指标值V小于阈值T，则在独立式空气净化器1的运行期间连续地重复步骤111至步骤114。

图2c示出了根据本实用新型的方法的可能的第三实现方式的框图，其使用压差传感器10'，该压差传感器10'例如与根据图1b中所示的实施方式的周围环境E额外地流体连通。

在独立式空气净化器1的运行期间，即空气输送单元3处于启用状态并且生成空气流期间，在第一步骤121中，从压差传感器10'获取基于压力区Z 中的运行压力P_Z和周围环境中的周围压力P_E的压差读数dP_ZE。在第二步骤 122中，从压差读数dP_ZE生成指标值V，例如|dP_ZE|＝V，并且将其与预定义阈值T进行比较。在可选的第三步骤123中，发出维护指令，并且如果需要的话，输出所述指标值V是否超过所述阈值T。如果指标值V小于阈值T，则在独立式空气净化器1的运行期间连续地重复步骤121至步骤123。

应当理解，在可选的步骤107、114和123中，能够以不同方式使用维护指令，例如用于阻止独立式空气净化器1的使用，直到已经更换过滤器单元4。可以例如经由独立式空气净化器1的显示器或者指示灯、或者通过经由无线网络向例如移动装置发出通知来实现维护指令的输出，所述无线网络例如为WLAN或移动网络(例如，GSM网络)。另外，需要指出的是，根据本实用新型的方法的以上三种实现方式仅形成示例，并且本领域技术人员很容易想到不同的变体。例如，运行压力P_Z与参考压力值P_O、P_I或P_E的比较可以涉及除了形成压差的绝对值之外的其他操作。另外，在根据图2a的实现方式中，空气输送单元3还可以在第一运行状态下启用，例如其启用水平低于第二运行状态下的启用水平。另外，根据本实用新型的方法还可以包括将指标值与不同的阈值进行比较，以便确定过滤器单元的维护状态的不同水平。

图3示出了根据本实用新型的独立式空气净化器1的详细实施方式的剖视立体图(也参见图4)。

独立式空气净化器1具有基本上为棱柱形中空的外壳15，该外壳15具有基本上为方形的横截面。在运行时，外壳15的纵向轴线B垂直布置。在外壳15的底部，独立式空气净化器1包括具有顶部的基座区段16，其部分地布置在外壳15的内部。基座区段16具有侧壁16.1，该侧壁16.1具有多个入口开口部16.3，从而允许空气以相对于纵向方向B的横向方向从周围环境穿入基座区段16中。基座区段16由此至少部分地形成独立式空气净化器1 的入口区段I。如果存在，参考压力传感器12优选地布置在基座区段16内部的位置L处。在压差传感器10'的情况下，位置L还表示流体连通管道13的入口开口部的优选位置。基座区段16可以在其底部敞开，以用于容易的维护进入和附加的空气入口。

空气输送单元3布置在基座区段16的顶部，覆盖基座区段16的顶部开口部16.2。空气输送单元3布置在壳体17中，该壳体17充当风道2的用于将空气引导至过滤器单元4的区段。壳体17在底侧具有开口部，该开口部与基座区段16的开口部16.2基本上匹配，在该开口部上布置空气输送单元3 的风扇3.1(图4中未示出)。壳体17的开口部与基座区段16的内部流体连通。这样，风扇3.1可以将空气从基座区段16的内部沿空气流动方向A输送到壳体17中，该空气流动方向A定向成沿着从底部到顶部的纵向方向B。为了避免伤害，所述开口部由朝向入口部分I(即，基座区段16的内部)的风扇网格3.2所覆盖。

壳体17在其顶侧跨整个横截面具有开口部17.1，该开口部17.1过渡到具有基本上为方形的横截面的风道2的棱柱区段18，并且沿着外壳15的纵向方向B布置。棱柱区段18被设计用于接纳过滤器单元4，并且由此至少部分地形成风道2的过滤器部分F。

在独立式空气净化器1的运行状态下，棱柱区段18以及外壳15在其顶端被顶盖19覆盖。顶盖19铰接到风道2的外壳15和/或棱柱区段18。顶盖 19包括副盖19.1，当顶盖19关闭时，副盖19.1在顶端处覆盖棱柱区段18的横截面。副盖19.1包括多个开口部19.3，所述多个开口部19.3允许空气沿空气流动方向A从风道2的棱柱区段18经过副盖19.1离开。棱柱区段18的介于过滤器单元4与副盖19.1之间的区段由此形成风道2的出口部分O。如果存在，参考压力传感器12'优选地在位置L'处在例如出口部分O中布置在棱柱区段18的侧壁18.1之一上。在压差传感器10'的情况下，位置L'还形成流体连通管道13'的入口开口部的优选位置。

在相对于方向A沿着B在副盖19.1之上的一定距离处，布置顶盖19的外板19.2。由于副盖19.1与外板19.2之间的间距，通过副盖19.1的开口部离开的空气可以被释放到周围环境E，从而外板19.2在横向于空气流动方向A 的方向上偏转气流。

从图3可以很容易看出，顶盖19允许容易地接近过滤器单元4。特别地，当顶盖19打开时，可以在方向B上拉出或插入过滤器单元4以便进行更换。可以例如通过磁体(未示出)将顶盖19保持在关闭状态，以便易于由用户打开。

主压力传感器10布置在壳体17的侧壁中。优选地，主压力传感器10 在壳体17内部具有压力感测部件，而用于连接通信线路的连接部件则位于壳体17的外部。这样，诸如线缆等通信线路可以在风道2的外部很容易地被引导至处理单元20。

本实施方式中的处理单元20布置在位于基座16的侧壁之一处的控制室 21内部。在控制室21中，可以布置电源，该电源可以通过侧壁连接到外部电源线。另外，在控制室21中，可以布置独立式空气净化器1的主控制单元 22。根据具体情况，处理单元20可以形成主控制单元22的组成部分。主压力传感器10经由通信线路(未示出)与处理单元20连接。

优选地，在室21的外侧壁中布置环境传感器组件23，该环境传感器组件23可从外部接近。环境传感器组件23优选地适于测量环境条件，并且可以包括例如pm2.5传感器或者其他空气质量传感器，以用于评估周围空气的实际污染状态。特别地，环境传感器组件23可以包括参考压力传感器12″，用于检测周围空气压力P_E作为根据本实用新型的参考压力值。参考压力传感器12″的优选位置由图3中的L″所表示。位置L″还形成流体连通管道或者压差传感器10'的感测部分13″的优选位置。环境传感器组件23还可以包括例如 CO₂传感器和/或温度传感器和/或湿度传感器和/或用于挥发性有机化合物的传感器，以用于进一步分析周围条件。基于环境传感器组件23的读数，主控制单元22可以控制独立式空气净化器1的运行。另外，由环境传感器组件 23测得的环境条件可以经由输出接口提供给用户。

在室21的内壁上，可以布置参考压力传感器12—如果存在的话，以便检测入口区段I中的空气压力。

另外，无线接口装置(未示出)布置在控制室21中，其例如可以集成在主控制单元22中，或者可以体现为单独的单元。无线接口装置充当输入/输出装置，并且例如允许外部装置与独立式空气净化器1无线地连接。这样，用户可以例如经由移动电话或遥控器而例如从独立式空气净化器1接收指令或者向独立式空气净化器1提供指令。无线接口装置还可以适于将独立式空气净化器1集成到局域网中，诸如智能家庭网络，或者将独立式空气净化器1连接至用于控制或监测独立式空气净化器1的运行的外部云服务。

在顶盖19中，优选地在其表面之下的外板19.2中，可以布置输入和/或输出装置(未示出)。输入和/或输出装置可以包括触敏区域以及指示灯，所述指示灯指示出独立式空气净化器1的运行状态。特别地，输入和/或输出装置适于向用户指示过滤器单元4的维护状态，例如，如果过滤器单元4需要更换则通过闪烁的红光来作出指示。为了接收例如关于所要指示的维护状态的信息和/或提供由用户输入的控制信息，输入和/或输出装置经由通信线路 (未示出)与处理单元20和/或主控制单元22连接。

应当理解，在压差传感器10'的情况下，流体连通管道13和13'可以通向可布置参考压力传感器12和12'(如果存在的话)的相同位置。在压差传感器10'布置在壳体17的侧壁中的情况下，压差传感器10'的外部部分可以与风道2的外部直接流体连通，以便获取参考压力值。备选地，流体连通线路可以例如在适当的位置处通向外壳15的外部或者基座区段16。

图4示出了如在图3的上下文中描述的独立式空气净化器1的组件的分解图。

基座区段16具有侧壁16.1，该侧壁16.1包括多个开口部16.3作为空气入口。在顶侧，基座区段16具有开口部16.2，该开口部16.2由风扇3.1覆盖。空气输送单元3布置在壳体17的内部，该壳体17连接至基座区段16。棱柱区段18由四个侧壁18.1形成。框架18.2保持保护网格18.3。棱柱区段18通过框架18.2和保护网格18.3连接至壳体17的顶侧开口部17.1。外壳15由四个侧壁15.1组成，并且顶盖19包括外板19.2和副盖19.1，所述副盖19.1包括多个开口部19.3作为空气出口。

图5示出了过滤器单元4的实施方式。过滤器单元4包括由四个侧壁形成的侧向支撑结构4.1。侧向支撑结构4.1具有两个锁扣件4.7，用于在从独立式空气净化器1移除或向独立式空气净化器1插入期间便于过滤器单元4 的操作。底部网格4.2充当过滤器单元4的底部支撑件和底部封闭件。底部网格4.2还充当过滤器单元4的空气入口，并且可以由框架4.8支撑。顶部网格4.3充当过滤器单元4的空气出口和顶部封闭件。在支撑结构4.1的内部，布置三个过滤器元件4.4、4.5和4.6。

在空气流动方向A上，底部过滤器元件4.4是所谓的预过滤器，其基于玻璃纤维过滤材料。底部过滤器元件4.4优选地包括比后续的过滤器元件4.5 和4.6更粗的过滤器，以便从空气流中移除较大的颗粒。中间过滤器元件4.5 是分子过滤器，用于吸收例如挥发性化学物质，并且优选地包括活性炭。顶部过滤器元件4.6是EPA或HEPA过滤器，其基于玻璃纤维材料。该玻璃纤维材料由随机布置的纤维组成，所述纤维通常拥有介于0.5至2.0微米之间的直径。过滤器纤维之间的空气间隔通常大于0.3μm。

Claims (10)

1.一种独立式空气净化器，包括：

-风道，其用于在空气入口部分与空气出口部分之间引导空气，

-空气输送单元，其用于生成沿空气流动方向从所述空气入口部分到所述空气出口部分通过所述风道的空气流，

-过滤器单元，其覆盖所述空气入口部分与所述空气出口部分之间的所述风道相对于所述空气流动方向的横截面，从而使得由所述空气输送单元生成的所述空气流被引导通过所述过滤器单元的过滤器，

-所述风道的压力区，其由相对于所述空气流动方向的所述空气输送单元与所述过滤器单元之间的所述风道的区段限定，

其特征在于，

所述独立式空气净化器包括：主压力传感器，其与所述压力区的内部流体连通，用于感测所述压力区内部的运行压力；以及处理单元，其连接至所述主压力传感器，所述处理单元被配置用于基于所述运行压力与参考压力值的比较来生成所述过滤器单元的维护状态的指标值以及用于将所述指标值与预定阈值进行比较。

2.根据权利要求1所述的独立式空气净化器，其特征在于，所述处理单元以这样的方式连接至所述独立式空气净化器的主控制单元，使得由所述主压力传感器在所述独立式空气净化器的第一运行状态下检测所述压力区内部的所述参考压力值，并且在所述独立式空气净化器的第二运行状态期间检测所述压力区内部的所述运行压力，其中，所述第一运行状态和所述第二运行状态的区别在于由所述空气输送单元生成的空气流的大小。

3.根据权利要求1所述的独立式空气净化器，其特征在于，所述独立式空气净化器包括参考压力传感器，用于检测所述参考压力值，所述参考压力传感器连接至所述处理单元并且与参考体积流体连通。

4.根据权利要求1所述的独立式空气净化器，其特征在于，所述主压力传感器是压差传感器，该压差传感器也与参考体积流体连通，用于感测所述参考压力值。

5.根据权利要求3或4所述的独立式空气净化器，其中，所述参考体积由不包括在所述压力区中的所述风道的区段的内部形成，或者由所述风道的外部环境形成。

6.根据权利要求5所述的独立式空气净化器，其特征在于，所述参考体积由在所述空气流动方向上布置在所述过滤器单元的相对于所述风道的所述压力区的相对侧处的所述风道的区段的内部形成，或者由在所述空气流动方向上布置在所述空气输送单元的相对于所述风道的所述压力区的相对侧处的所述风道的区段的内部形成。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的独立式空气净化器，其特征在于，其包括连接至所述处理单元的输出接口，所述处理单元被配置用于在所述过滤器单元的维护状态的指标值超过预定义阈值的情况下经由所述输出接口输出维护指令。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的独立式空气净化器，其特征在于，所述空气输送单元沿所述空气流动方向布置在所述过滤器单元的上游，使得所述风道的所述压力区位于所述过滤器单元的上游。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的独立式空气净化器，其特征在于，所述空气流动方向从底部到顶部垂直地布置，并且所述空气输送单元相对于所述空气流动方向布置在所述过滤器单元的下方。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的独立式空气净化器，其特征在于，所述过滤器是无源过滤器，特别是基于玻璃纤维的无源过滤器，其中所述过滤器单元优选地包括预过滤器、分子过滤器以及EPA或HEPA过滤器，其中所述预过滤器和所述EPA/HEPA过滤器是基于玻璃纤维的过滤器。